钻孔灌注桩与钢支撑支护基坑工程实例分析
摘要
钻孔灌注桩和临时斜向钢支撑支护结构适用于城市高密度开发区的地下工程加固，因为它们便于在土方开挖中使用，并且其使用可大大节省时间和成本。然而，钻孔桩和斜钢支撑在基坑支护中的应用很少。本文以某大型钻孔灌注桩和斜钢支撑桩为研究对象，对基坑的移动和支护结构的位移进行了实例研究。沿长度的测量结果比沿宽度的测量结果小(约为13.5～30%)，包括基坑的竖向位移和侧向位移，以及钻孔桩的横向位移。钻孔桩顶部的侧向位移dh为开挖深度的0.2-0.5%。钻孔桩的侧向位移随着距转角距离的减小而减小(差异约为50%)，这表明转角对钻孔桩的移动有影响。根据该实测结果，发现基坑的最大沉降和侧向位移均位于基坑西侧的横截面上。为了预测该地段地表沉降和基底隆起的分布情况，采用平面应变有限元分析方法，对基坑内最大沉降量进行了估算。数值结果与实测值之间的差异在2.6-33.0%之间，验证了数值模型的正确性。数值结果表明，最大地表沉降发生在距地基顶部0.6席的距离处，而地基底部的沉降在施工阶段(例如25mm)几乎是均匀的。
关键词：基坑；钻孔灌注桩；斜压杆；数值模拟；转角效应
1 简介
城市地下交通系统的建设需要支护结构的开挖。由于拥挤的城市环境中的空间有限，必须控制挡土墙和基坑的移动，以减少对邻近和/或周围结构或设施的干扰。最常用的挡土墙结构是地下连续墙。Abela等表明，取消钢支柱可以大大节省时间和成本。这也创造了一个更安全的工作环境，使项目能够提前几个月完成。然而，很少有研究表明钻孔灌注桩与斜钢支柱共同支撑基坑的移动和基坑支护结构的位移。
挡土系统会影响开挖行为(Tan and Wang, 2013)。通过他们的经验，许多研究人员和工程师已经收集并贡献了大量的知识，关于在挖掘过程中保留结构的性能(例如，横隔墙的横向位移)。Whittle等(1993)和Finno等(2002年、2007年)汇报了在美国波士顿蓝粘土(BBC)的现场测量和数值模拟。Nicholson(1987)和Wallace等(1993)描述了新加坡软粘土中由地下连续墙或板桩保留的深基坑的现场性能。Ou等(1993)和Wong and Patron(1993)研究了台北软粘土的深基坑开挖。结果表明，矩形基坑最大侧壁位移dh与开挖深度He的比值在0.32～0.93%之间。另一方面，Tan和Wang(2013)研究了上海圆柱形开挖工程的隔墙的直径的性能。他们发现测量的dh/He值大约在0.1-0.2%之间，这比矩形开挖的结果要小。然而，对于钻孔灌注桩与倾斜钢支柱(地下连续墙代替钻孔灌注桩)的基坑支护，钻孔桩侧向位移与开挖深度之间的关系研究甚少。
在设计方面，基坑开挖通常被视为平面应变问题(Tan和Wi，2012)。然而，支撑基坑开挖引起的角位移而引起的地面变形比基坑附近的中心附近小。Finno和Roboski(2005)提出了地面运动分布的经验关系，发现平面应变分析通常会得出中心截面的保守结果；因此，三维(3D)分析更真实地预测了侧壁隔壁位移。尽管许多有限元研究证实了这些结果(Finno等人，2007年)，但仍然需要更多的案例来进一步验证转角对支护结构侧向位移(如本研究中的地下连续墙和钻孔桩)和深基坑引起的地面移动的影响。
现场监测已被证明对验证设计假设和向设计师提供即时反馈具有成本效益。许多与多支柱挖掘相关的案例记录已被报告(例如，Whittle等人，1993年；Liu等人，2005年)。在这些情况下报告的测量性受到了当地地质和岩土条件、施工方法和挡土系统的强烈影响。
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